Manual de operación del cárcamo bombeo de agua pluvial, Fraccionamie Fraccionamiento nto Villa Magna, Tizayuca, Hgo. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco
Alumna: Jiménez Rangel Mireille Yuraci
29/04/2014
INTRODUCCIÓN. Un manual de operación es indispensable para dar mantenimiento preventivo y correctivo a los sistemas que intervienen en un sistema de agua ag ua potable. Operación se define como el conjunto de acciones externas que se realizan en las obras que integran los sistemas para obtener el mejor funcionamiento de las instalaciones, de tal manera que con ayuda de este manual sabremos los puntos a seguir para operar, conservar y reparar, el sistema de un cárcamo de bombeo de aguas pluviales.
OBJETIVO. El objetivo del presente manual es el de proveer una guía y procedimientos específicos de operación de un cárcamo de bombeo que permita el perfecto funcionamiento f uncionamiento del mismo.
MEMORIA DESCIPTIVA.
PLANOS
DATOS DEL PROYECTO. Viviendas servidas: 2, 753 viv Densidad de población: 4.20 hab/viv Población del proyecto: 11, 563 hab Área de donación y proyecto: 32, 259.70 m2 Dotación habitacional: 150 lt/hab/dia Aportación habitacional: 120 lt/hab/dia Aportación área de donación y comercio: 4.80 lt/m2/dia Gasto mínimo: 8.93 l.p.s. Gasto medio: 17.85 l.p.s. Coeficiente de harmon: 2.892 Gasto máximo instantáneo: 51.62 l.p.s. Coeficiente de previsión: 1.50 Gasto máximo extraordinario: 77.43 l.ps. Gasto de bombeo: 77.43 l.ps. Sistema separado Descarga final: emisor sanitario
DATOS DEL BOMBEO: Gasto total: 77.43 l.p.s. Numero de bombas: 3 + 1 Gasto por bomba: 25.81 l.p.s. Diámetro de la descarga: 6” (152mm) Diámetro de la conducción 12” (305mm) Longitud de la conducción: 504.00 m Carga dinámica total: 6.91 m.c.a. Cota del terreno: 98.85 m Equipo de bombeo: Inatascable Potencia del motor: 7.5 HP
NOTAS. Las dimensiones y elevaciones están en metros y fueron medidas directamente del plano a la escala.
PLANOS EQUIPO ELECTROMEQUICANICO .
¿Qué hacer en caso de fuga? Primeramente si los usuarios se acercan a la comisión y se levanta un reporte el cual se envía al área técnica-operativa, se envían a 2 o 3 fontaneros si es en toma domiciliaria o en la tubería principal, según corresponda.
En toma domiciliaria:
Normalmente cuando la fuga es en toma domiciliaria el usuario se encarga de comprar la manguera o tubo, ya que normalmente son pocas piezas, y si es material de cobre se solda la pieza y eso es todo, en caso de que la fuga sea a 1.00 m de profundidad se realiza en un día y si es a mayor profundidad tarda un poco más. Cuando el usuario no paga las piezas la comisión realiza n presupuesto tal como el de la toma domiciliaria: Clave
Descrpción
Largo Pza M
Ancho Alt/prof M M
Área M2
Volumen M3
P.U. $
118,80
32,38
118,80 11,88
89,38
DESCARGAS DOMICILIARIAS E011
EXCAVACION EN CEPAS CON 30 MAQUINARIA, INCLUYE: AFINE DE TALUDES. MATERIAL SECO, TIPO II, ZONA A, PROFUNDIDAD DE 0.00 A 6.00 M.
6,60
0,60
1,00
TOTAL 9101020060 PLANTILLA APISONADA AL 85% 30 PROCTOR EN ZANJAS CON MATERIAL PRODUCTO DE LA EXCAVACION
9302020002 SUMINISTRO E INSTALACION DE 30 TUBERIA DE CONCRETO SIMPLE PARA DRENAJE, INCLUYE: MANO DE OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA, MORTERO CEMENTO-ARENA 1:3 PARA SU JUNTEO, AGUA PARA PRUEBAS, MANIOBRAS NECESARIAS PARA SU INSTALACION Y ACARREO LIBRE A 20 M. DE 15 CM. DE DIAMETRO.
9101020062 RELLENO EN ZANJAS COMPACTADO 30 AL 85% PROCTOR, CON MATERIAL A Y/O B, PRODUCTO DE EXCAVACION INCLUYE: SELECCION Y VOLTEO.
6,60
0,60
0,10
TOTAL 11,88 198,000
6,60
6,60
0,60
TOTAL 0,75
109,32
198,000 89,10
TOTAL
89,10
19,98
Fuga en la red de distribución.
Se levanta el reporte y se le informa al área técnica- operativa, se envían a 2 fontaneros para arreglar la fuga y de la misma manera darle seguimiento al problema. 1. Se compran coples o juntas para arreglar la fuga, si existen válvulas se cierran de lo contrario se renta maquinaria especial para realizar el cierre del sistema y así no existan pérdidas de agua.
COPLE PVC SANITARIO 2"
PZA
1.69
COPLE PVC SANITARIO 3"
PZA
5.61
COPLE PVC SANITARIO 4"
PZA
5.97
COPLE PVC SANITARIO 6"
PZA
27.31
COPLE PVC SANITARIO 1 1/2"CEMENTAL
PZA
1.69
COPLE PVC SANITARIO HIDRAULICO 1"
PZA
4.61
COPLE PVC SANITARIO HIDRAULICO 1/2"
PZA
2.33
COPLE PVC SANITARIO HIDRAULICO 3/4"
PZA
2.33
JUNTA GIBAULT 102 MM (4") CLASE A-5, A-7, A-10, A-14
PZA
4.97
JUNGIB00025 JUNTA GIBAULT 152 MM (6") CLASE A-5, A-7, A-10, A-14 PZA
7.52
INVENTARIO ELECTROMECÁNICO.
El cárcamo de bombeo es operado mediante un sistema de electroniveles, un electronivel es una barra de aluminio de longitud conocida (L) anclada al paramento en sus extremos, a la que se le acopla solidariamente un clinómetro electrónico de alta precisión. Dicho clinómetro registra movimientos angulares de precisión suficiente como para que en los extremos de la barra se detecten movimientos con la precisión deseada. La operación de las estaciones de bombeo se requerirá de la permanencia de personal las 24 hrs., principalmente en el cárcamo 2 desde donde se tendrán los controles para ambas estaciones de bombeo.
De la misma manera se requerirán de recorridos en las diversas estructuras de cruce, en la caja de descarga y emisor para monitorear un funcionamiento adecuado. En el caso de las partes automatizadas se centrarán en loparámetros de control en el arranque, la operación normal y el paro eventual, así como la elaboración de un plan para saber cómo actuar ante diversos tipos de problemas que su pudiesen presentar. Cuenta con 3 bombas, las cuales trabajan a 4.40_ de presión, las bombas cuentas con las siguientes especificaciones: Bombas verticales BNJ, S.A. de C.V.
Modelo: 8L571E Gasto: 65 lts C.D.T. : 5.7 m.c.a. Potencia: 6.5 hp
Voltaje: 460 volt Velocidad: 1760 RPM Eficiencia: 79% Diámetro de flecha: 25mm No. De serie: 13J10082/2
Cada bomba con un motor, con las siguientes características: USMOTORS
Capacidad: 7.50 ( 5595 KW)
Tipo: TUS Modelo: 13700531 Serie: U0613700531-0001 Tem max ambiente 40 ºC 30 ºC
Eficiencia nominal: 91.7% 60 Hz Tipo de lubricación: Grasa. A 1000 msnm 230V 18.20 A A 2280 msnm 450V 9.10 A
El sistema de bombas está conformado por 3 bombas con las especificaciones establecidas, 5 tazones, una columna de 2.5m de altura y flecha de 60cm de 6” conectada
al motor.
Válvula de expulsión de aire
Motor
Manómetro Válvula chek
En las Bombas Sumergibles deberán prepararse para su arranque de acuerdo con los siguientes puntos: o
o
o
o
o
o
o o
Verificar que los tanques, mecanismos, ductos y canales se encuentren perfectamente nivelados, limpios y libres de obstrucciones, los mecanismos de transmisión perfectamente lubricados y engrasados y los sistemas eléctricos (fuerza y tierras) y de control estén en perfectas condiciones de operación. Hacer pruebas de vacío, es decir, accionar los equipos electromecánicos por un periodo de tiempo corto (cinco segundos) sin carga de agua, esto, para verificar sentidos de rotación, consumos de energía y voltaje en cada una de las fases, etc. Revisar que funcionen correctamente los sensores de humedad en el cárter y de sobretemperatura en el devanado del motor. Verificar que los tubos guías estén instalados y perfectamente fijos, con ménsulas intermedias cuando por el peso de la bomba y/o la profundidad del carcomo así se requiera. Revisar la alineación de las bridas de codo y bomba, en caso de desalineamiento verificar el ajuste de los rieles, de otra forma habrá fugas entre ellas. Revisar los controles de paro y arranque de las bombas, para que estos ocurran de acuerdo con los niveles especificados. Es importante recalcar que este tipo de bombas nunca deben funcionar con un nivel de agua por debajo de la parte superior del motor de la bomba, ya que este es el sistema de enfriamiento, el cual en caso de fallar puede producir daños irreparables en el equipo. Verificar que no existan ruidos, sobrecargas y presiones anormales. Si no se presentaron problemas en los pasos anteriores, proceder a cargar el sistema con agua residual, tomando nota de los consumos de energía y voltaje en cada una de las fases.
Arrancando la bomba: o
o o
o
Completamente cerradas o parcialmente abiertas las válvulas de descarga dictadas de acuerdo a las condiciones del sistema. Arranque de motor. Precaución: observe el medidor de presión, si la presión de descarga no es obtenida rápidamente, pare el motor, examine y prepárese a re-arrancar. Lentamente abra la válvula de descarga hasta que el flujo obtenido sea el deseado.
Paro la bomba: o o
Lentamente cierre la válvula de descarga. Pare y cierre el motor para prevenir rotaciones accidentales.
Válvulas y compuertas o o
o
o
o
Abra y cierre las válvulas de compuertas y vea si son de fácil operación y acceso. Verifique que existan señales que indiquen la posición de las válvulas (abierta cerrada). Cheque que las línea de agua y los canales estén libres de escombros que puedan atascar bombas. Verificar que no haya material extraño en las guías de válvulas y compuertas que impidan que asiente perfectamente. Verificar que estén pintadas y protegidas contra la corrosión.
Tableros, cuentas con interruptores termomagneticos de 16 amperes conectados a un interruptor de 10 amperes, que por medio de un transformador pasa 4.40 volts, para arrancar las bombas, el cual es el control de fuerza, en el interior tiene interruptores libres de voltaje, libremente abiertos.
Los tableros se pueden manejar automáticamente o manualmente, de acuerdo a las necesidades que se presenten.
Marca: SIEMENS Modelo: JXD63B400 No. De serie: 400033938
INVENTARIO OBRA CIVIL.
El cárcamo de aguas residuales del fraccionamiento Villa Magna se construyó con un sistema de cárcamo en seco, primero se construyó la cámara de succión, sirve para almacenar el agua residual antes de su bombeo. Su volumen depende del tipo de bombas que se emplean, ya sean de velocidad constante o variable. Si se eligen bombas de velocidad constante, el volumen debe ser tal que evite ciclos de funcionamiento demasiado cortos, pues ello provoca una frecuencia elevada de paros y arranques. Otras funciones de la cámara de succión son conseguir la suficiente sugerencia de los ductos de la succión de las bombas para evitar la formación de vórtices así como amortiguar la transición del caudal desde la llegada del agua a las tuberías de succión de las bombas. Al iniciar se construyó un tipo cajón de cimentación, con concreto, lugar donde se almacenará el agua por medio de rejillas, y está conectado a un pequeño canal artificial donde se va almacenando el agua residual, y se instalan las bombas.
INVENTARIO ALMACEN.
En el almacén de la comisión de agua y alcantarillado del municipio de Tizayuca, Hidalgo (CAAMTH) ubicado en las instalaciones del cárcamo, actualmente cuenta con pocos materiales, pero se considera suficiente para las necesidades que se presenten . No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Cantidad 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Descripción Rejillas de metal 46cm x 1,20m Rejillas de metal 0,96cm x 1,75m Abrazaderas para montar y desmontar columnas Cuerpo de tazones de 35cm Bomba con propela y coladera 85cm Coladera de varilla de 1,35cm Tapa de metal para tubo de 54cm Flecha de 1pulg. X 1,89cm Flecha de 1 pulg. X 1,52cm Tubo de 2 pulg. X 1,53cm Tubo de 12 pulg. X 1,51cm Cuerpo de tazones de 69cm con flecha de 1 1/2 x 1,09 Cuerpo de tazones de 1,06cm con flecha de 1 1/2 x 1,51cm Bridas de 13 pulg. X 35cm Estructura metálica para montar motores y tubos de las bombas 35mts de malla ciclónica x 2mts 5mts de malla ciclónica x 1,50mts Coladera de metal de 1,95 x 73 Armex de 4,90 c/u Tapa de válvula de 24 pulg de 1,62 x 1,98 1/2 Lámpara de 39 wats Lámpara de 39 wats 1" Estructura de metal de 62 x 2,00 Tablas de 30cm x 2,00mts Puerta metálica de 0,65 x 1,70 Puerta metálica de 0,87 x 1,90 Zaguán metálico de 392 x 245 Puerta metálica de 0,80 x 1,87 Carretilla truper azul cat. 50 Rastrillo truper amarillo 0,46cm Machete truper c/mango Naranja 0,60cm Pala truper 0,24cm Lámpara recargable
MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y PREDICTIVO Los dispositivos que requieren inspección y mantenimiento continuo (por lo menos una vez al día) son: las rejillas, desarenadores, vertedores, compuertas, estructuras de interconexión, de entrada y salida; asimismo, se deben verificar las condiciones superficiales de tanques. Otras actividades se realizan en períodos más largos de tiempo, como pueden ser semanas, meses o años. En estas se incluyen la reparación de bombas, compuertas y señales, pintura de elementos afectados por la corrosión, conservación de las estructuras (edificios), patios de maniobras, entre otras. Normalmente en las empresas grandes y reconocidas se realiza un mantenimiento periódico cumpliendo con las normas ISO 9000, ya que en la CAAMTH se realiza mantenimiento a las bombas hasta que dejan de funcionar, a los tableros se realiza una limpieza cada mes o cuando tienen mucho polco, ya sea con una brocha, goma de migajón o con aire comprimido, y para las tuberías y válvulas se realiza un engrasado periódico para que no se tapen, normalmente en las válvulas check se da mantenimiento cuando no responden al golpe de ariete, y para los manómetros se debe de ir a la CONAGUA a dar conocimiento de que no funcionan o ya no marcan correctamente para que ellos retiren los sellos y así darles mantenimiento. En donde se tienen partes mecánicas, motores, será a base de detecciones, diagnósticos de los problemas mientras estas están funcionando. Es obligatorio llevar una registro histórico del mantenimiento que se realice y del programado ya que se tiene cheques diarios, semanales, mensuales, anuales, etc. Cada equipo tiene una tarjeta particular para las revisiones que se realicen.
GUÍA DE LOCALIZACIÓN Y REPARACIÓN DE AVERÍA S PARA BOMBAS SUMERGIBLES. Problema Identificado
Causa Probable
La bomba no descarga líquido
Válvula de la línea de descarga cerrada. Válvula de la línea de aspiración cerrada. Rotación invertida. La bomba no fue cebada, perdió el cebado o éste es insuficiente. La velocidad de trabajo de la bomba es inferior a la especificada. Hay una bolsa de aire en la línea de aspiración. Hay cuerpos extraños obstruyendo el impulsor, la tubería de succión o la de descarga. El impulsor esta suelto. El NPSH disponible es insuficiente. La carga hidráulica total del sistema es superior a la de diseño de la bomba. El tubo de succión está insuficientemente sumergido. La válvula de pie está obstruida. La viscosidad del líquido bombeado es mayor que la de aquel para el cual fue diseñada la bomba. El peso específico del líquido bombeado es excesivo para las características de la bomba.
La capacidad de la descarga de la bomba es insuficiente.
La válvula de la línea de aspiración está parcialmente abierta. La válvula de la línea de descarga está parcialmente abierta. La bomba gira en sentido contrario. La velocidad de trabajo de la bomba es menor a la especificada. Hay una bolsa de aire en la línea de aspiración. Está entrando aire al sistema de bombeo, bien sea por los sellos de la
Problema Identificado
Causa Probable bomba o por las empaquetaduras de la tubería o de la misma bomba. Hay cuerpos extraños en el impulsor, la tubería de succión o en la descarga. Los anillos de desgaste están dañados. El impulsor está defectuoso o su diámetro es menor que el requerido. La viscosidad del líquido bombeado es mayor que la especificada para la bomba. El NPSH disponible es insuficiente. La carga hidráulica total del sistema es superior a la de diseño de la bomba. El tubo de succión está insuficientemente sumergido. La válvula de pie ésta obstruida o es muy pequeña. Si la bomba es impulsada por bandas, éstas patinan.
La presión es inferior a la de diseño.
La bomba gira en sentido contrario. La velocidad de funcionamiento de la bomba es inferior a la especificada. El líquido bombeado acarrea demasiado aire o vapor. Está entrando aire al sistema de bombeo, bien sea por los sellos de la bomba o por las empaquetaduras de la tubería o de la misma bomba. La carga hidráulica total del sistema de bombeo es superior a la de diseño de la bomba. La viscosidad del líquido bombeado es mayor que la especificada para la bomba. Los anillos de desgaste están dañados. El impulsor de la bomba está defectuoso. La válvula del sistema de recirculación permite el paso de líquido.
Problema Identificado
Causa Probable
La bomba pierde el cebado después de arrancar.
El NPSH disponible es insuficiente. La válvula de pie está dañada. El tubo de succión está insuficientemente sumergido. El líquido bombeado acarrea demasiado aire o vapor. Está entrando aire al sistema de bombeo, bien sea por los sellos de la bomba o por las empaquetaduras de la tubería o de la misma bomba. La línea de succión no fue llenada suficientemente. No hay fluido para bombear. La elevación de succión es muy alta. La tubería del líquido de sello del anillo linterna está obstruida. El anillo linterna está colocado incorrectamente en el presaestopas, evitando así la entrada del líquido de sello.
La bomba sobrecarga al motor.
La bomba gira en sentido contrario. La velocidad de trabajo de la bomba es superior a la especificada. La carga hidráulica total del sistema de bombeo es superior a la de diseño de la bomba. La viscosidad del líquido bombeado es mayor que la especificada para la bomba. Hay cuerpos extraños en el impulsor o en la tubería de descarga. La bomba y su motor están desalineados. Los anillos de desgaste están dañados. La bomba es frenada por: prensaestopas muy apretado, empaquetadura de tamaño mayor al requerido, rozamiento de impulsor, eje torcido o cojinetes defectuosos. La bomba cavita. Si la bomba es impulsada por correas, estas están muy tensionadas.
Problema Identificado
Causa Probable
La bomba vibra o chirrea.
El NPSH disponible es insuficiente. El tubo de succión está insuficientemente sumergido. El líquido bombeado acarrea demasiado aire o vapor. Entra aire a la línea de succión. No hay fluido para bombear. El impulsor está desbalanceado o tiene cuerpos extraños incrustados. La bomba y su motor están desalineados. Los cojinetes están gastados o fueron dañados al montarlos. El eje está torcido. La válvula de pie está construida o es muy pequeña. La bomba está funcionando con una capacidad inferior a la de diseño. La válvula de la línea de aspiración está suficientemente abierta. La fundación es más pequeña que lo requerido. La bancada no tiene relleno con mortero o éste es insuficiente. La bomba tiene excesivo empuje, causado por falta mecánica o del dispositivo de balanceo hidráulico. Lubricación insuficiente. Los cojinetes tienen tolerancias muy estrechas. Los cojinetes están oxidados o tienen mugre. Los cojinetes están siendo enfriados en demasía, causando así condensación en su interior. La válvula de control de la línea de descarga está mal localizada. La válvula de la línea de descarga está cerrada.
Problema Identificado
Causa Probable
Los soportes de los cojinetes se recalientan.
No hay líquido para bombear. La bomba cavita. La bomba y su motor están desalineados. Hay razonamiento interno entre las partes de la bomba por: eje torcido, cojinetes en mal estado, rotor descentrado o desbalanceado. La lubricación es inadecuada por: nivel del aceite bajo, aceite de mala calidad o contaminado, lubricante con viscocidad diferente a la requerida, sistema de lubricación insuficiente, exceso de grasa. La bomba tiene excesivo empuje, causado por falta mecánica o del dispositivo de balanceo hidráulico. Los cojinetes tienen tolerancias muy estrechas o están mal armados. El agua de enfriamiento es insuficiente. El sistema de enfriamiento es insuficiente o está defectuoso. La válvula de la línea de descarga está cerrada. Si la bomba es impulsada por correas, éstas están muy tensionadas.
Los estoperos se recalientan.
La empaquetadura está mal colocada o tiene un tamaño mayor al requerido. El empaque no está suficientemente enfriado, o lubricado. No llega suficiente líquido de sello al estopero. El prensaestopas está muy apretado.
El empaque dura menos de lo previsto.
La tubería del líquido de sello del anillo linterna esta obstruida. El anillo linterna está incorrectamente colocado en el estopero, evitando así la entrada del líquido de sello. El empaque no está suficientemente enfriado o lubricado. El líquido de sello está contaminado. La bomba y su motor están desalineados.
Problema Identificado
Causa Probable El eje de la bomba está torcido. El eje de la bomba tiene desperfectos en la parte correspondiente a la empaquetadura. La empaquetadura está mal colocada o tiene un tamaño mayor al requerido. El eje está descentrado por: torcimiento, impulsor desbalanceado o cojinetes gastados. El prensaestopas esta muy apretado. Hay demasiado espacio entre el eje y la carcaza, lo que permite el paso del empaque al interior de la bomba.
El prensaestopas tiene escape excesivo.
Anillo linterna incorrectamente colocado en el estopero. La bomba y su motor están desalineados. Hay deserfectos en el eje por: torceduras, rayones en el sitio correspondiente a la empaquetadura o descentramiento. La empaquetadura está mal colocada o tiene un tamaño menor al requerido. El impulsor de la bomba está desbalanceado. Entra demasiado líquido de sello al estopero. Si la bomba tiene sello mecánico, éste ha sufrido desgaste por falta de líquido de sello. El líquido de sello está contaminado. Hay demasiado espacio entre el eje y la carcaza, lo que ha permitido el paso del empaque al interior de la bomba. La empaquetadura está desgastada. La empaquetadura no es la adecuada para el líquido bombeado. Si la bomba es impulsada por correas, la polea montada en su eje está desbalanceada.
ANEXOS .
